脚手架设计计算.docx

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脚手架设计计算

1、脚手架编制依据：

脚手架的设计依据为JGJ130-2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》。

2、计算内容：

2．1立杆计算（验算稳定性）

2．2连墙件计算

2．3悬挑钢梁计算

2．4预埋铁件Φ6钢筋验算

3、计算参数的确定：

计算单元选择悬挑外架从2层至顶层高30米，作业层为一层（n=1）。

设计参数立杆纵距La=1.5m，立杆横距1.1米，步距h=1.8m，连墙件为二步三跨设置。

每一挑层铺设二层竹笆板（一层为作业层，一层为防护层），用密目网全封闭，按不透风考虑，地区基本风压值Wo=0.6KN/m2。

其他计算参数为：

采用Φ48×3.5的钢管

立杆截面积A=489mm2

立杆截面抵抗距W=5.08×103mm

立杆的回转半径i=15.8mm

钢管抗压设计强度fc=205N/mm2

钢管弹性模量E=2.06×105N/mm2=2.06×102KN/mm2

挡风面积：

An=1.5×1.8（1-0.089）×0.5+1.5×1.8×0.089=1.470m2

迎风面积：

Aw=1.5×1.8=2.7m2

连接件的横距Lw=4.5m

连接件的竖距hw=3.6m，Hi=30米（立杆计算截面以上的架高）

4、荷载计算：

横载的标准值Gk。

Gk=Hi（gk1+gk3）+n1Lagk2

查表（建筑施工手册表5-7）

gk1=0.1152KN/mmgk2=0.4112KN/mmgk3=0.0768KN/mm

Gk=30（0.1152+0.0768）+1×1.5×0.4112=6.38KN

活荷载的标准值Qk。

Qk=n1Lagkgk——作业层施工荷载计算基数

查表gk==1.8KN/mm2

Qk=1×1.5×1.8=2.7KN

风荷载的标准值Wk

风线荷载的标准值qwk。

qwk=LaρWk

ρ=An/Aw=1.470/2.7=0.544

查表5-6得μs=1.0ρμs=1.22

Wk=0.7μsμzWo=0.7×1.0×0.544×1.22×0.6=0.28KN/mm2

qwk=1.5×0.54×0.28=0.23KN/m

5、整体稳定性的计算

轴心受力格构式压杆计算，其格构式压杆由内外排主杆及横向水平杆构成，确定材料强度附加分项系数Υm

因组合风荷载，查表得Υm=1.5607

Mwk=0.12qwkh2=0.12×0.19×0.182=0.0738KNm=73.8KNmm

Nwk=Mwk·A/W=73.8×489/5080=7.10KN

Mwk——风荷载在计算主杆段产生的最大弯矩，取跨度为h（步距）的主跨梁的最大支座弯矩。

计算轴心力：

N=1.2（Ngk+Nqk）式中Ngk=GkNqk=Qk

N=1.2（2.7+6.38）=10.90KN

计算风荷载弯矩：

Mw=1.2Mwk=1.2×73.8=88.56KNmm

确定稳定性系数ρ

查表μ——主杆的计算长度系数表5-16

μ取1.50λ——长细比

λ=μ·h/i=1.5×1.8/0.0158=170.886

查表：

5-18ρ=0.223

验算稳定性：

N/ρ·A+Mw/W≤fc/0.9Υm

10.90/0.223×489+88.56/5.08×103=0.115

fc/0.9Υm=0.205/0.9×1.5607=0.146>0.115

故稳定性满足要求

6、连墙件的强度验算

采用主体内预埋短钢管，用钢管将脚手架与主体连接，预埋钢管高出砼面200mm，竖向间距为3.6m，横向间距为4.5m，上下错开。

①计算连墙件设计轴力N

由风荷载引起的连墙轴压力设计值：

ρ——挡风系数ρ=0.54

Nw=1.4SwρWkSw=lw×hw=4.5×3.6=16.2m2

Nw=1.4×16.2×0.54×0.28=3.43KN

考虑到脚手架平面外变形引起的轴力，增加一个附加力（双排脚手架）Nb=5KN

N=Nw+Nb=3.43+5=8.43KN

②连墙件的强度验算：

N/A=8.43/489=0.017KN/mm2<0.85fc=0.85×0.205=0.174KN/mm2

③扣件抗滑移承载力计算

一个扣件的抗滑移设计承载力为8KN>N/2=8.43/2=4.22KN

满足要求。

7.小横杆计算

1、强度计算

计算简图如图、因为q恒占比重较小，因此偏于安全简化，按下式计算Mmax

Mmax=1/8（q活+q恒）lo2=1/8qlo2

q=1.2（Gk×C+gk）+1.4K·Qk·C

Gk—脚手板自重标准值Gk=0.35KN/m2

Qk—施工活荷载标准值Qk=3.0KN/m2

C—小横杆间距C=0.75m

gk—钢管单位长度重量gk=38N/m

K—活荷载不均匀分布系数K=1.2

W—钢管净截面抵抗矩W=5078mm3

E—钢管材料弹性模量E=2.06×105N/mm2

I—钢管截面惯性矩I=121900mm2

q—1.2（350×0.75+38）+1.4×1.2×3000×0.75=4140.6N/m

Mmax=1/8×4140.6×1.12=626.27N·m

δ=Mmax/W=626.27×103/5078=123.3N/mm2

2、计算变形偏于安全近似地进行如下计算：

V=5ql3/384EI=5×4140.6×10-3×11003/384×2.06×105×121900=1/437<1/150

∴满足安全要求

8.大横杆计算

1、大横杆强度计算

近似按图计算简图进行计算

F1—小横杆与大横杆交点处支座反力的最大值

F1=ql/2+aq=4140.6/2×1.1+0.3×4140.6=3520N

因活荷载约占90%所以近似全按活荷载考虑

Mmax=0.175Fl=0.175×3520×1.50=924N·m

δ=Mmax/W=92×103/5078=182N/mm2

∴安全。

2、变形计算：

V=1.146·Fl2/100EI=1.146×3520×15002/（100×2.06×105×121900=1/277<1/150

∴满足要求。

3、扣件的抗滑移承载力

纵向或横向水平杆与立杆连接时，最大值F=3.52KN

∴F=3.52KN<[Rc]=8KN满足要求

9.外挑工字钢的验算

1计算参数的确定

选用I16：

截面积A=2610mm2I=113×105mm2W=141×103mm3

q=20.5kg/m=0.2KN/m，半截面的静力矩S：

I=1/13.8腹板厚度t=6.0mm

Q235钢抗拉设计强度fc=215N/mm，抗剪设计强度fv=125N/mm。

作用在工字钢上的竖集中荷载N

2内力计算：

悬挑按1.5米，AB2.5米计算，如下计算简图：

N=1.2NGK+1.4NQK=1.2×6.38+1.4×2.7=11.436KN

RA左=（1+a/l）N+ql/2（1+a/l）2

=（1+1.5/2.5）11.436+（1+1.5/2.5）2×2.5×0.2/2=18.94KN

RB=-a/lN-ql/2（1-a/l）2=-1.5/2.5×11.436-2.5×0.2/2（1-1.5/2.5）2

=6.90KN

Mmax=-Na-q-a2/2=-11.436×1.5-0.2×1.52/2=17.375KNm

3工字钢的强度验算

抗弯强度验算：

Mmax/r·W≤fcr—截面塑性发展系数r=1.05

17.375×106/1.05×141×103=117N/mm2

满足要求

挠度验算

f=Na2l/3EI（1+a/l）=1.5×2.5×11.436/（3×2.06×103×113×105）（1+1.5/2.5）=9.8×10-7mm

f=9.8×10-7mm<400/250=16mm

故满足要求

10.锚固钢筋强度验算

预埋件采用Φ16圆钢制作，埋入砼内不小于100mm锚固长度不小于250mm，RB/A≤fRB/A=6.90×103/2.0×102=34.5N/mm2

锚固钢筋满足设计要求。

季节中的花开花落，都有自己的命运与节奏，岁月如歌的谱曲与纳词，一定是你。

人生不如意十之八九，有些东西，你越是在意，越会失去。

一个人的生活，快乐与否，不是地位，不是财富，不是美貌，不是名气，而是心境。

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岁月告诉我：

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　　人生漫长，却又苦短，幽长的路途充满险阻，谁不曾迷失，谁不曾茫然，谁不曾煎熬？

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因为懂得，知分寸；因为珍惜，懂进退。

最重要的是，与世界言和，不再为难自己和别人。

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花看半开，酒饮微醉。

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心灵松绑了，活着才自由。

　　半生已过，走走停停，看透了生活，选择了顺流的方式，行走。

流水今日，明月前身。

感谢每一粒种子，每一缕清风，每一个阳光的日子，于时光的碎屑中，静品一盏流年的香茗。

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　　苏轼在《水调歌头》里写道：

人有悲欢离合，月有阴晴圆缺，此事古难全。

是的，层次越高的人，越懂得，人生本就不是尽善尽美，也正因为有了缺憾，才显得是那么的多姿多彩。

　　心情平和，与是非渐行渐远，再多的兵荒马乱，也抵不过时光的洪流，唯有日常才惊天动地。

夫切菜，妻拌菜，菜菜交缠，洒在热腾腾的面条上，剥头蒜就着，哧啦哧啦的，心里爽透了。

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一首经典，低徊吟唱，年少不知歌者意，再听已是曲中人。